污水處理廠分布式光伏的構(gòu)建及優(yōu)化探析

摘要：污水處理是關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的大事，保證污水處理廠用電是當(dāng)前最為緊要的任務(wù)。本文對(duì)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行介紹，闡述了分布式光伏的影響因素，認(rèn)為加強(qiáng)分布式光伏標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，合理選擇設(shè)備型號(hào)，提升安全運(yùn)行檢測(cè)質(zhì)量等方式能夠有效提高分布式光伏的構(gòu)建與優(yōu)化水平。

關(guān)鍵詞：污水處理廠;分布式光伏;質(zhì)量檢測(cè)

引言：隨著我國(guó)城市化、工業(yè)化發(fā)展的不斷深入，生活、工業(yè)廢水排放量逐年增加，自然水體的不斷惡化、水資源污染與人民對(duì)更高品質(zhì)生活最求的矛盾不斷加劇?；诖?，污水處理廠的用電量不斷攀升，構(gòu)建分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，能夠有效緩解污水處理廠日益緊張的用電需求。

1.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)概述

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，是指在用戶場(chǎng)地附近建設(shè)，在用戶側(cè)自發(fā)自用、多余的電量連接供電配網(wǎng)，在配電系統(tǒng)中起到平衡調(diào)節(jié)的作用，是一種新型光伏發(fā)電設(shè)施。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)遵循“因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用”的方針，充分利用太陽能資源，起到替代和減少化石能源的作用。光伏是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，是一種利用太陽電池板，通過半導(dǎo)體材料的光熱效應(yīng)，將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。發(fā)電系統(tǒng)按照功率分為兩種，6MW以下為分布式，6MW以上為集中式。分布式光伏中的光伏板組件是一種暴露在陽光下便會(huì)產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置。組成物幾乎全部是半導(dǎo)體材料，最常見的是硅，制成薄身固態(tài)電池板之后，由于長(zhǎng)時(shí)間靜止擺放且沒有任何可拆卸部分，因此可以長(zhǎng)期工作而不會(huì)產(chǎn)生任何損耗，應(yīng)用前景廣闊[1]。

2.污水處理廠分布式光伏的影響因素

污水處理廠的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，非常容易受到自身環(huán)境、設(shè)備以及人為等因素的影響進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)性能造成破壞。因此在實(shí)際應(yīng)用中，必須充分結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行情況，全面監(jiān)控，及時(shí)清除安全隱患，提升分布式光伏的發(fā)電效率。

2.1自然環(huán)境因素

污水處理廠連接整個(gè)城市的污水管道，因此污水時(shí)刻存在，其中的污染物質(zhì)彌漫在空氣中會(huì)對(duì)分布式光伏進(jìn)行不斷地侵蝕。分布式光伏主要依靠陽光照射作為能量來源，從而進(jìn)行電能的轉(zhuǎn)化和配送，一旦污染物將電池板腐蝕，發(fā)電效率會(huì)大打折扣。除此之外，出現(xiàn)陰天以及雷電、雪天等極端天氣時(shí)，光伏不僅不能正常工作，還可能造成損壞，因此污水處理廠的負(fù)責(zé)人員應(yīng)該密切關(guān)注天氣變化情況，提前做好準(zhǔn)備，保證分布式光伏運(yùn)行的穩(wěn)定性以及使用壽命。

2.2設(shè)備影響因素

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)由多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，每個(gè)環(huán)節(jié)均有相應(yīng)的配套設(shè)備，有些距離污水處理設(shè)備較近，一旦出現(xiàn)故障，不僅嚴(yán)重影響電能的供應(yīng)，還會(huì)給污水處理工作帶來麻煩。因此技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)常用設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)檢修，不斷提升電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的性能。不僅如此，分布式光伏由于數(shù)量較多，污水處理廠應(yīng)該教育工人提高安全生產(chǎn)意識(shí)，嚴(yán)禁私自接觸發(fā)電設(shè)備，使光伏得到安全保護(hù)。

3.污水處理廠分布式光伏的構(gòu)建與優(yōu)化措施

3.1加強(qiáng)分布式光伏標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

分布式光伏的構(gòu)建在我國(guó)還屬于新概念，因此應(yīng)該加強(qiáng)光伏標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，從電站的設(shè)計(jì)及運(yùn)行維護(hù)等方面著手，不斷提高性能，使其具有更大的兼容性，在不久的將來能夠?yàn)楦鄼C(jī)構(gòu)供電。安徽省合肥市的王小郢污水處理廠成功構(gòu)建了規(guī)模為10.8MW的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，是目前國(guó)內(nèi)單體裝機(jī)容量最大的“光伏+水務(wù)”項(xiàng)目。預(yù)計(jì)年發(fā)電量達(dá)1200萬kW.h，年平均節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4320噸，年平均減少二氧化碳排放11318噸、二氧化硫37噸、氮氧化物32噸、粉塵排放864噸，完全貫徹了環(huán)境保護(hù)理念。該項(xiàng)目自籌建以來，金太陽公司黨支部書記、董事長(zhǎng)龔崧多次親臨現(xiàn)場(chǎng)辦公，及時(shí)協(xié)調(diào)解決施工過程中遇到的各種疑難復(fù)雜問題，為工程按期并網(wǎng)發(fā)電起到了關(guān)鍵的推動(dòng)作用。在龔書記的帶領(lǐng)下，全公司員工干勁十足，充分發(fā)揮愛崗敬業(yè)的優(yōu)良作風(fēng)，為項(xiàng)目安全高效施工提供了有力保障。在美化環(huán)境的同時(shí)，分布式光伏還可以產(chǎn)生更多的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。光伏板設(shè)置在污水池上方，能夠進(jìn)行大面積遮擋，有效抑制了池內(nèi)水體藻類的生長(zhǎng)，很大程度上提高了污水處理效率，保證了水質(zhì)。除此之外，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的模式，90%的產(chǎn)出電能用于污水廠自身消耗，每年節(jié)省電費(fèi)約70萬元。

3.2合理選擇設(shè)備型號(hào)

進(jìn)行光伏標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的另一重要因素在于合理選擇設(shè)備型號(hào)?；趯?duì)發(fā)電規(guī)模要求和運(yùn)行條件的不同，必須科學(xué)選擇不同型號(hào)的匹配設(shè)備。常見的設(shè)備型號(hào)主要包含1WM光伏方陣和MPPT逆變器等，不同型號(hào)的設(shè)備性能差異巨大，作用范圍懸殊，因此應(yīng)該針對(duì)不同環(huán)節(jié)進(jìn)行選取。除此之外，需要加強(qiáng)對(duì)分布式光伏材料質(zhì)量的檢驗(yàn)，務(wù)必保證采購(gòu)質(zhì)量合格。一般情況下，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)執(zhí)行并網(wǎng)操作后獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，對(duì)每10格光伏發(fā)電面積產(chǎn)生的電壓和發(fā)電頻率都要進(jìn)行一次嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目刂疲康脑谟谌鎱f(xié)調(diào)光伏系統(tǒng)的發(fā)電運(yùn)行安全。系統(tǒng)中電流器、逆變器并網(wǎng)數(shù)量較多，運(yùn)行過程的安全性必須重點(diǎn)考慮，因此選擇適合型號(hào)的設(shè)備至關(guān)重要。

3.3提升分布式光伏安全運(yùn)行檢測(cè)質(zhì)量

分布式光伏安全運(yùn)行的首要在于保證施工質(zhì)量，最大化利用光伏。上文提到的王小郢污水處理廠光伏將污水池全面“包圍”，完成發(fā)電工作的同時(shí)還能有效降低噪音，環(huán)保效果明顯，節(jié)能減排、清潔發(fā)展效益顯著。然而其本質(zhì)工作仍然是發(fā)電，所以必須注意對(duì)光伏質(zhì)量及運(yùn)行安全進(jìn)行全面檢查：第一，光伏通過陽光照射吸收太陽能，因此表面的灰塵堆積清理工作是首要的，污水處理廠必須組織專業(yè)技術(shù)人員定期查看，發(fā)現(xiàn)電能生產(chǎn)效率降低時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)排查，對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)較大損耗的光伏板及時(shí)檢修或維護(hù)。第二，加強(qiáng)設(shè)備調(diào)度的管理，使其具有統(tǒng)一性。針對(duì)技術(shù)人員的知識(shí)短板進(jìn)行定期培訓(xùn)，務(wù)必掌握最先進(jìn)的檢修流程，在維修時(shí)必須切斷電纜，一切以保證人身安全為前提。在不斷地生產(chǎn)使用過程中加強(qiáng)全體員工規(guī)范化操作意識(shí)，避免安全隱患的同時(shí)提高發(fā)電效率[2]。

結(jié)語：綜上所述，污水處理廠本身的功能在于處理廢水，凈化環(huán)境，而本身系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)會(huì)消耗大量能源，因此構(gòu)建并優(yōu)化分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，利用太陽能這一清潔型能源不僅能夠解決污水處理廠的用電需求，還符合可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀，一舉兩得。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊曉強(qiáng).污水處理廠分布式光伏的構(gòu)建及優(yōu)化研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（22）：235.

[2]孫振宇，沈明忠.污水處理廠分布式光伏的構(gòu)建及優(yōu)化[J].新能源進(jìn)展，2017，5（02）：151-156.

作者簡(jiǎn)介：戚明友（1972-），男，安徽長(zhǎng)豐人，本科，畢業(yè)于安徽大學(xué)，工程師，目前主要從事新能源方面管理工作。